- Calcule a intensidade da força magnética atuante num próton (carga
) submetido a um campo magnético de intensidade
, quando o mesmo:
d) move-se a
, numa direção que forma
com o campo.
d) move-se a
Passo 1
O enunciado pede a intensidade da força magnética sobre um próton quando ele se move formando um ângulo de
com um campo magnético. As informações dadas (peguei diretamente do enunciado) são:
- carga do próton:
; - intensidade do campo magnético:
; - velocidade do próton:
; - ângulo entre
e : .
O que se pede: calcular a intensidade (módulo) da força magnética sobre o próton nessas condições.
Passo 2
Fórmula que vamos usar e por quê.
A força magnética sobre uma carga em movimento é dada pela parte magnética da força de Lorentz. O módulo dessa força é
Explicação das letras:
-
é a intensidade (módulo) da força magnética, em newtons . -
é a carga elétrica da partícula, em coulombs . -
é a velocidade da partícula, em metros por segundo . -
é a intensidade do campo magnético, em tesla . -
é o ângulo entre o vetor velocidade e o vetor campo .
O fatoraparece porque a força magnética é proporcional à componente da velocidade perpendicular ao campo; quando (movimento paralelo ao campo) não há força, e quando a força é máxima.
Passo 3
Calcular
para
.
É um valor trigonométrico padrão:
Passo 4
Substituir os valores na fórmula e calcular passo a passo, explicando a operação em notação científica.
Primeiro multiplicar
por
:
Agora multiplicar pelo campo
:
(Observe que
, então
, que escrevemos como
junto ao expoente ajustado.)
Finalmente multiplicar por
:
Colocando a unidade:
Passo 5
Interpretação curta e motivação: o valor encontrado é muito pequeno (da ordem de
), o que faz sentido porque a carga do próton é extremamente pequena. Na prova, memorize a fórmula
e calcule em etapas (primeiro
, depois vezes
, depois vezes
) para evitar erros com potências de dez — é o jeito mais seguro sem calculadora.